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随着环境问题的持续恶化,河流及其他水生生态系统的恢复和保护受到越来越多的关注,众多学者也开始注重生态需水的研究。特别是近10年来,许多国内专家对生态需水内涵及其计算方法进行了探讨。但因研究的时问尚短,许多问题还没有达成共识。
洮儿河流域地跨吉林省和内蒙古自治区,位于半干旱区,由于近几十年的过垦过牧,流域水环境系统已被严重改变,风沙、盐碱加重,湿地严重退化,这些问题在我国干旱、半干旱地区极具代表性。因此,研究洮儿河流域生态需水问题,不仅能为该流域的生态与环境的保护、修复和改善提供科学依据,对其它地区也有重要的参考价值。
本研究探讨了生态需水的内涵,认为生态需水指在一定的生态目标下,保护水生生态系统不受破坏,多年平均需要的径流性水资源量;水生生态系统可分为线状(河流)和面状(沼泽、湖泊等),两种系统的生态需水具有不同的特性,本研究分别探讨了河流、沼泽湿地生态需水的内涵及其计算方法;应用50%月保证率法计算了洮儿河生态需水量,并与实测径流量进行了对比分析;计算了洮儿河下游莫莫格湿地生态需水量。
主要结论和成果如下:
(1)河流生态需水应指维持河道内以及毗连湿地与河口水生生态系统环境,并保障河流的冲沙、航运、景观及娱乐等生态与环境功能所需的水量。按功能可划分为河道生物需水量、毗邻湿地需水量、河口需水量、补给地下水需水量、冲沙需水量以及航运、景观及娱乐等需水量。其中湿地需水量、补给地下水需水量属于消耗性需水量,其它部分属于对流量的需求,河流生态需水量为流量需求的最大值与各消耗性需水量之和。
(2)提出了沼泽湿地生态储水量的概念,即沼泽湿地处于正常状态时,系统内包含的地表水、地下水和土壤水总和。而沼泽湿地生态需水量为相对一定的生态目标,多午平均用于补充生态系统消耗的水量。两者不同点在于生态储水量不需要每年重复补充。本文分别探讨了两者的计算依据与方法,以及进一步确定沼泽湿地生态用水合理规模的原则与方法。
(3)洮儿河生态需水量为10.71×108m3,占多年平均天然径流量(17.01×108m3)的63.0%。实测径流量能够满足生态需水量要求,但1989年察尔森水库建成以来,人类活动对径流量的影响加大,洮儿河已经达到可开发的极限。人类活动改变了径流量的月份配,致使5月、6月、10月3个月的生态需水量不能够得到满足。此外,人类活动是造成河水频繁出现低流量的重要原因,这对水生生态系统的保护也是不利的。本研究中还计算了洮儿河下游莫莫格湿地自然保护区的生态需水量,结果为3.79×108m3。